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1、基于WDM系統(tǒng)關鍵因素的控制分析 1前言 數(shù)據(jù)業(yè)務已是當今互聯(lián)X發(fā)展的主要推動力，特別是近年來IPTV、高清視頻、3D游戲等業(yè)務的迅速發(fā)展，對于帶寬的需求更是迫在眉睫?，F(xiàn)有基于SDH為基礎的MSTP平臺能很好的支持10Gb/s的業(yè)務，而對40Gb/s甚至100Gb/s以上的業(yè)務目前還存在著瓶頸。而系統(tǒng)能充分利用現(xiàn)有的基礎，承載多種業(yè)務，緩減目前對X絡帶寬需求，并對X絡資源整合，能夠有效提高X絡的可靠性和可維護性，有著巨大的發(fā)展空間?！ ?技術簡介 技術是一種光纖復用技術，將不同波長的光信號復用在一根光纖中傳播。光在傳播中會受到損
2、耗和色散等因素的影響。目前，技術比較成熟已經開始商用，但也存在很多因素影響系統(tǒng)的可靠性，主要是線路衰耗、色散、非線性效應?！ ?線路衰耗 波分復用技術從光纖通信出現(xiàn)伊始就出現(xiàn)了，兩波長（1310/1550nm）系統(tǒng)80年代就在美國ATTX中使用，速率為21.7Gb/s。而多年來一直發(fā)展比較緩慢主要就是受到線路衰耗的影響。由于光信號通過光纖后，功率降低，限制了傳輸距離。在SDH系統(tǒng)中，主要采用再生中繼器的辦法，需要光電光的轉換和處理。如果系統(tǒng)也采用這種辦法，就必須先把多波長分解到單波長光，轉換為電信號放大，傳輸成本很高，僅僅節(jié)約了光
3、纜不夠實用。通常通過使用放大器的方法來解決線路衰耗問題。因此，直到光放大器的商用化才使得技術煥發(fā)春天?！ 》糯笃髟谙到y(tǒng)中根據(jù)用途不用可分為光功率放大器、光線路放大器和光前置放大器。光功率放大器放在發(fā)送端臺波器之后，主要是為了提高發(fā)射信號的功率。光功率放大器放在光纖線路中間，主要是光通過長距離傳播后衰減達到28db左右，需要進行放大。光前置放大器放在接收端的分波器前，補償信號在傳輸過程中的衰減。一股情況下，光功率放大器和光前置放大器會同時使用，以延長信號的傳輸距離，光功率放大器會根據(jù)實際情況選用。 目前，人們已經研究出半導體激光放大
4、器、非線性光纖放大器和摻稀土元素的光纖放大器。在系統(tǒng)中應用比較廣泛的是摻鉺放大器（EDFA）和喇曼光纖放大器（RFA）。摻鉺放大器實用化始于1994年，是目前最為成熟的技術，它具有高增益、低噪聲、有效工作波長寬、輸出功率大的特點，并且價格較低，已經在系統(tǒng)中大量使用。摻鉺放大器由摻鉺光纖、泵浦光源、耦合器、隔離器等幾個部分組成。主要是通過泵浦光源來激活鉺離子，產生電子躍遷，而這些電子從高能級回到低能級時放出新光子來釋放剩余能量，從而實現(xiàn)放大光信號功能。摻鉺放大器又可以分為同向泵浦、反向泵浦和雙向泵浦。同向泵浦噪聲系數(shù)好，反向泵浦輸出功
5、率高，雙向泵浦則輸出功率高噪聲系數(shù)與同向泵浦相當。由于EDFA工作波長正好落在光纖通信最佳波段（1500～1600nm），并且平均無故障時間高、壽命長，根據(jù)不同用途已經制成不同放大器廣泛應用。喇曼光纖放大器是一種非線性放大器。喇曼現(xiàn)象最早由1928年Raman爵士發(fā)現(xiàn)的，即將一個光束在晶格振動過程中，自身能量轉移而頻率下移，將其能量疊加在信號光上，從而完成對信號光的放大。由于EDFA非常適合做C波段的放大器。而通過調節(jié)泵浦光的波長，喇曼光纖放大器可以放大幾乎所有波長。當?shù)牟〝?shù)達到32波及以上的時候，就需要同時用C和L兩個波段，采用E
6、DFA和和喇曼光纖放大器相結合，就能有效的提供增益，特別適合高速率、長距離的通信。 4色散 色散現(xiàn)象是光纖傳輸中另外要考慮的重要問題。色散現(xiàn)象主要是不同波長由于速度不同產生的延遲，引起誤碼。除了光纖外，光源的中心頻率、接收機性能等都會影響色散。在系統(tǒng)中主要要考慮的是色度色散和偏振模色散?！ ?.1色度色散 首先，我們討論色度色散。當傳輸速率從10Gb/s增加到40Gb/s，比特間隔變小，色散容忍就降為原來的1/6，因此在高速率、寬頻域的系統(tǒng)受到色散影響就比較大。目前在工程上主要是用色散補償光纖及光纖布拉格光柵補償?！ ?）色散
7、補償光纖。目前工程中常用的是G.652光纖，其色散色度是正值。而色散補償光纖色散度與G.652相反，是一種特制的為負色散值和負色散斜率的光纖。在工程中，將這兩種光纖相互補償，就能有效的控制色散。由于色散補償光纖是一種無源的補償辦法，可以替代原光纖的任何位置，使用起來靈活方便，易于控制。由色散補償光纖導致?lián)p耗增大的問題可以使用放大器來解決，因此得到大量的使用?！ ?）光纖布拉格光柵補償。光纖光柵是利用光敏性制成的，使得不同的光反射的位置不同，形成相對的時間差。光纖布拉格光柵補償?shù)脑硎钱敼饷}沖通過線性啁啾光柵后，短波長的光時延比長波長
8、的光時延大，正好起到了色散均衡作用，從而實現(xiàn)色散補償。布拉格光柵所能補償?shù)纳⒘亢蛶捰晒鈻砰L度和啁啾量來決定，利用光纖對應變和溫度的響應特性，實現(xiàn)啁啾光纖光柵動態(tài)調諧功能。布拉格光柵補償?shù)年P鍵在于啁啾的精確控制。 當然還有預啁啾補
